中國有色金屬長(zhǎng)沙勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司 馮家金

引言

花崗巖殘積土的典型特征是粗顆粒含量高、粘聚力低，干燥狀態(tài)下強(qiáng)度高，一旦遇水則迅速崩解，水穩(wěn)定性極差[1]。殘積土的成分中含有大量游離氧化物，起膠結(jié)作用，且易溶于水，隨著含水量的增加，膠合物受其影響，溶解量驟增，從而導(dǎo)致強(qiáng)度降低[2]。殘積土邊坡因這些特征影響，受雨水沖刷后，極易形成坡面沖蝕甚至深切沖溝，嚴(yán)重影響邊坡整體安全穩(wěn)定。

關(guān)于花崗巖殘積土邊坡防護(hù)治理工作，前人已做了一些研究。本文以廣東地區(qū)某殘積土邊坡工程為例，根據(jù)邊坡不同區(qū)段特點(diǎn)，靈活采用錨索框架梁支護(hù)、局部與整體排水相結(jié)合、生態(tài)護(hù)坡等多種支護(hù)防護(hù)措施，收到了良好的安全經(jīng)濟(jì)環(huán)保效益，以期為邊坡綜合防護(hù)治理技術(shù)的研究提供借鑒。

1.工程概況

廣東某場(chǎng)地邊坡由2段邊坡構(gòu)成，西南側(cè)為邊坡1，東北側(cè)為邊坡2，均為土質(zhì)邊坡。邊坡1高差約73m，坡腳長(zhǎng)約466m；邊坡2高差約52.5m，坡腳長(zhǎng)約272m。邊坡安全性等級(jí)均為一級(jí)。

該區(qū)域?yàn)榛◢弾r殘積土分布區(qū)，土質(zhì)主要為砂質(zhì)黏性土。山地剝蝕殘丘地貌，邊坡背靠周邊山體，位于山腰處，坡腳為建設(shè)場(chǎng)區(qū)地塊。氣象條件屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，冬暖但時(shí)有陣寒，夏長(zhǎng)而不酷熱，雨量充沛，常年平均氣溫為22.0℃，平均降水量1966.5mm。場(chǎng)區(qū)水文條件簡(jiǎn)單，附近無大的河流湖泊及水庫等，補(bǔ)給方式主要為大氣降水。

經(jīng)巖土勘察，邊坡砂質(zhì)黏性巖土物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

2.邊坡穩(wěn)定性分析

邊坡1最大高差63m，從上往下設(shè)計(jì)放坡高度分別為10m、10m、10m、13m、20m，設(shè)計(jì)坡率分別為 1：1、1：1.2、1：1.3、1：1.4和 1：1.5，臺(tái)階寬均為 3米。相鄰邊坡2最大高差52.5米，從上往下設(shè)計(jì)放坡高度分別為15m、10m、10m、17.5m，設(shè)計(jì)坡率分別為 1：1、1：1、1：1 和 1：1.667，臺(tái)階寬均為3m。

如圖1、圖2所示，分別選取兩邊坡最大高差、最危險(xiǎn)的典型剖面，運(yùn)用理正邊坡綜合治理軟件進(jìn)行穩(wěn)定性分析后，得出邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)Fst。

由表2可以得出，邊坡1穩(wěn)定安全系數(shù)不能滿足《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）相關(guān)條文的要求，需要進(jìn)行支護(hù)加固；邊坡2穩(wěn)定安全系數(shù)能滿足規(guī)范要求。

表1 各層物理力學(xué)參數(shù)表

表2 邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)

3.邊坡綜合防護(hù)治理措施

3.1 支護(hù)加固與生態(tài)防護(hù)相結(jié)合

（1）支護(hù)加固

格構(gòu)梁加固技術(shù)是利用現(xiàn)澆鋼筋混凝土或預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土進(jìn)行邊坡坡面防護(hù)，并利用錨桿或錨索加以固定的一種邊坡加固技術(shù)。因其運(yùn)用范圍廣，加固效果較好，并且剛?cè)嵯酀?jì)、美觀經(jīng)濟(jì)，在加固多級(jí)邊坡和高邊坡時(shí)效果較為顯著[3]-[6]。

邊坡1采用預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)框架梁進(jìn)行加固。錨索采用的是無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線7Φs15.24mm、極限抗拉強(qiáng)度為1860MPa，符合“GB5224”的要求，每孔錨索為4束～6束；錨孔直徑Φ200mm～250mm，傾角15～20；格構(gòu)框格內(nèi)部采用噴薄植草綠化。

（2）生態(tài)防護(hù)

如圖4所示，砂質(zhì)黏性土水毀特征明顯，受雨水沖刷后毀壞嚴(yán)重。在確保邊坡總體穩(wěn)定情況下，尤其需要加強(qiáng)生態(tài)防護(hù)及排水措施。

邊坡1框架梁框格內(nèi)采用噴薄植草+防護(hù)掛網(wǎng)排水固土防沖刷。邊坡2和邊坡1最上一級(jí)坡（坡率1：1.5）首次設(shè)計(jì)采用碟型膠結(jié)菱形框格護(hù)坡。因砂質(zhì)黏性土質(zhì)具有粘聚力低、受擾動(dòng)再次粘性性差等特點(diǎn)，加之傳統(tǒng)門拱型、四六方磚砌坡整體性不強(qiáng)，局部尤其格交點(diǎn)處粘結(jié)力弱，受沖刷后極易損壞。因此，本文研究設(shè)計(jì)出碟型膠結(jié)菱形框格護(hù)坡。

圖1 邊坡1（左）、2（右）典型坡面

圖2 邊坡1錨索框架梁支護(hù)情況

圖3 砂質(zhì)黏性土坡面受雨水沖刷水土流失嚴(yán)重

圖4 碟型膠結(jié)菱形框格護(hù)坡

圖5 邊坡2碟型骨架菱形框格護(hù)坡情況

3.2 局部與整體排水相結(jié)合

一般設(shè)計(jì)情況下，邊坡本身排水設(shè)施完善，往往忽略了邊坡周邊整體排水情況。

局部排水如圖3及圖5所示，邊坡1、2設(shè)有坡頂坡底排水溝和排水槽，可以有效排除邊坡來水。但是，由于邊坡位于山腰處，接受上部山坡大面積匯水，且坡頂有一空地裸露平臺(tái)，由于砂質(zhì)黏性土受沖刷能力弱，如不做好處理，極易形成如圖3那樣的水溝甚至深溝，嚴(yán)重威脅著整體邊坡的穩(wěn)定。

本研究在整體排水上充分考慮砂質(zhì)黏性土抗沖刷能力弱的特點(diǎn)，如圖6所示，在邊坡頂部設(shè)置了10m寬的硬化地面，清除松散地表覆土后采用強(qiáng)噴混凝土硬化地表，隔絕水流，保護(hù)坡頂土層。同時(shí)，在坡頂設(shè)置排水邊溝，收集疏導(dǎo)上部山坡大量匯水，防止高速流水直接沖刷坡體。

4.結(jié)論

通過對(duì)廣東某花崗巖殘積土邊坡綜合防護(hù)治理技術(shù)的研究，得出以下結(jié)論：

（1）花崗巖殘積土邊坡土質(zhì)成分復(fù)雜，粗顆粒含量高，含有大量游離氧化物，干強(qiáng)度高且水穩(wěn)性差，受雨水沖刷后易形成坡面沖蝕甚至深切沖溝。

（2）邊坡1穩(wěn)定性不能滿足規(guī)范要求，應(yīng)采用預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)框架梁進(jìn)行加固。對(duì)梁框格內(nèi)采用噴薄植草+防護(hù)掛網(wǎng)排水固土防沖刷，進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡。

圖6 邊坡整體排水示意圖

（3）邊坡2邊坡總體穩(wěn)定，首次設(shè)計(jì)采用碟型膠結(jié)菱形框格護(hù)坡，克服了殘積土土質(zhì)下傳統(tǒng)門拱型、四六方磚砌坡整體性不強(qiáng)，框格交點(diǎn)處粘結(jié)力弱等方面的不足。

（4）邊坡支護(hù)加固與生態(tài)防護(hù)相結(jié)合的同時(shí)，還需根據(jù)邊坡本身特點(diǎn)充分考慮邊坡整體排水情況。

（5）本文倡導(dǎo)邊坡支護(hù)工作應(yīng)采用以支護(hù)加固為基、排水保土為本、生態(tài)防護(hù)相結(jié)合的邊坡綜合防護(hù)治理技術(shù)，以達(dá)到綜合護(hù)坡、美化環(huán)境、生態(tài)友好的目標(biāo)要求。